路由选择协议——RIP协议

Posted 2023-05-11

参考技术A

  从本文开始介绍路由选择协议，也就是讨论路由表中的路由是怎么形成的。
本文内容

  从路由算法能否随网络的通信量或拓扑自适应地进行调整变化来划分，可以分为： 静态路由选择策略 和 动态路由选择策略 。
  (1) 静态路由选择策略 ：即手工配每一条置路由。
  优点：简单，开销小。
  缺点：只适用小网络，难以适应网络状态的变化。

  (2) 动态路由选择策略 ：又叫自适应路由选择。
  优点：能较好适应网络状态的变化，适用于大网络。
  缺点：实现复杂，开销大。

  由于互联网规模非常大，可以把互联网划分为许多较小的 自治系统 （autonomous system），记为 AS 。每个自治系统通常在相同管理控制下的路由器组成，在一个AS中的路由器都全部运行在同样的路由算法。各个AS之间彼此是互联的，因此一个AS中有一个或多个路由器用于不同AS之间的通信，即负责将本AS之外的目的地址转发分组，这些路由器称为 网关路由器 。

  根据上面描述，可以将路由选择协议划分为两个大类： 内部网关协议 和 外部网关协议 。
  (1) 内部网关协议IGP （Interior Gateway Protocol）：即在一个自治系统内不使用的路由选择协议，常见的协议有RIP、OSPF协议。
  (2) 外部网关协议EGP （External Gateway Protocol）：用于实现不同自治系统之间通信的传递，这样的协议就是EGP协议，目前使用最多的就是BGP的版本4（BGP-4）。

  自治系统之间的路由选择也叫 域间路由选择 ，在自治系统之内的路由选择也叫 域内路由选择 。

  RIP（Routing Information Protocol）协议——路由信息协议，是一种分布式的 基于距离向量的路由选择协议 ，最大的优点是简单。
  RIP协议要求网络中的每一个路由器都要维护从它自己到其他每一个目的网络的距离记录（ 距离向量 ）。RIP协议对距离的定义如下：

  RIP协议是通过 每个路由器要不断的和其他路由器交换路由信息 ，从而达到自治系统中所有节点都得到正确的路由信息。
  RIP协议考虑了和哪些路由器交换信息、交换什么信息以及什么时候交换信息这三个问题，RIP协议特点：

  路由器在刚开始工作时，它的路由表是空的，然后路由器就得出到直接相连的几个网络的距离（这些距离为1），接着每个络器也只是和自己相邻的路由器交换并更新信息。经过若干次交换后，所有路由器都会知道到达本自治系统汇总任何一个网络的最短距离和下一跳地址。

  对每一个相邻路由器发送过来的RIP报文，会进行一下步骤：
  (1) 路由器R1接收到其相邻路由器R2发送过来的报文，先修改此报文的所有项目：把“下一条”字段中的地址都改为R2，并把所有的“距离”字段的值加1 。每个项目都有三个关键字段：到目的网络 N ，距离是 d ，下一跳路由器是 X 。

  (2) 对修改后的RIP报文中的每一项，进行以下步骤：
    1) 若原来的路由表中没有网络N，则把该项目添加到路由表中 。

    2) 如果R1路由表中已经有目的网络N，这时查看下一跳的地址，如果下一跳地址是R2，则把收到的项目替换原路由表中的项目 。

     如果下一跳的地址不是R2，那么如果收到项目中距离小于路由表中的距离，则进行替换，否则什么也不做。

  (3) 若3分钟还没有收到相邻路由器的更新路由表，则把此路由器记为不可达的距离，即把距离设置为16 。
  (4) 返回 。

  RIP存在一个问题是当网络出现故障时，要经过比较长的时间才能将磁信息传送到所有的路由器。这一特点叫做： 好消息传得快，坏消息传得慢。
  如下图所示，在正常的情况下，R1和R2交换信息，其中只画出了达到的网络1的表项。

  如果路由器R1到网1的链路出现了故障，R1无法达到网1，于是路由器R1把到网1的距离改为16（表示网1不可达），因而R1路由表响应的项目变为 “1,16,直接交付”。但是，可能需要经过30s后R1,才能把更新信息发送给R2,，然而R2可能已经先把自己的路由表发送给了R1，其中有到达网1的这一项 “1,2,R1”。

  R1收到R2的更新报文后，会误认为自己无法直接到达网1，但是可经过R2到达网1，于是把收到的路由信息 “1,2,R1” 修改为 “1,3,R2”，表明“我到网1的距离是3，下一跳的R2”。
  同理，R2接收到又会更新自己的路由表为 “1,4,R1”，以为“我到网1的距离为4，下一跳为R1”....就这样一直更新下去，知道R1和R2到网1的距离为16时，R1和R2才知道网1是不可达的。所以，这就是：好消息传得快，坏消息传得慢的原因。

004-路由选择协议

常见的路由选择协议有：RIP协议、OSPF协议。

1、RIP协议

　　路由信息协议（英语：Routing Information Protocol，缩写：RIP）是一种内部网关协议（IGP），为最早出现的距离向量路由协定。属于网络层，其主要应用于规模较小的、可靠性要求较低的网络，可以通过不断的交换信息让路由器动态的适应网络连接的变化，这些信息包括每个路由器可以到达哪些网络，这些网络有多远等。

　　虽然RIP仍然经常的被使用，但是由于收敛慢和支持的广播网络规模有限等缺点，许多人认为它将会而且正在被诸如OSPF和IS-IS这样的路由协议所取代。当然，我们也看到EIGRP，一种和RIP属于同一基本协议类但更具适应性的路由协议，也有被使用。

　　参看地址：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%B7%AF%E7%94%B1%E4%BF%A1%E6%81%AF%E5%8D%8F%E8%AE%AE

2、OSPF协议

　　开放式最短路径优先（英语：Open Shortest Path First，缩写为 OSPF）是对链路状态路由协议的一种实现，隶属内部网关协议（IGP），故运作于自治系统内部。采用戴克斯特拉算法（Dijkstra‘s algorithm）被用来计算最短路径树。它使用“代价（Cost）”作为路由度量。链路状态数据库（LSDB）用来保存当前网络拓扑结构，路由器上属于同一区域的链路状态数据库是相同的（属于多个区域的路由器会为每个区域维护一份链路状态数据库）。OSPF分为OSPFv2和OSPFv3两个版本,其中OSPFv2用在IPv4网络，OSPFv3用在IPv6网络。OSPFv2是由RFC 2328定义的，OSPFv3是由RFC 5340定义的。

　　OSPF协议是大中型网络上使用最为广泛的IGP（Interior Gateway Protocol）协议。节点在创建邻接，接受链路状态通告（Link-state Advertisement，LSA）时，可以通过MD5或者明文进行安全验证。

　　OSPF提出了“区域（Area）”的概念，一个网络可以由单一区域或者多个区域组成。其中，一个特别的区域被称为骨干区域（Backbone Area），该区域是整个OSPF网络的核心区域，并且所有其他的区域都与之直接连接。所有的内部路由都通过骨干区域传递到其他非骨干区域。所有的区域都必须直接连接到骨干区域，如果不能创建直接连接，那么可以通过虚链路（virtual link）和骨干区域创建虚拟连接。

　　参看地址：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BC%80%E6%94%BE%E5%BC%8F%E6%9C%80%E7%9F%AD%E8%B7%AF%E5%BE%84%E4%BC%98%E5%85%88